WO2022027112A1 - Process and device for magnetically activating water and system for producing concrete and mortar - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a process and a device for treating water using magnetic fields, i.e. by magnetically activating same. The process (100) for magnetically activating water comprises the steps of: i) providing an initial water current; ii) measuring at least one initial water current parameter; iii) passing the initial water current through a magnetic activation region (2), the magnetic activation region (2) being determined based on at least one parameter measured for the initial water current; and iv) removing a final water current from the magnetic activation region (2); wherein, in steps i), ii), iii) and iv), the initial and final water currents are maintained under laminar flow conditions.

Description

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A ATIVAÇÃO MAGNÉTICA DE ÁGUA E SISTEMA PARA PRODUÇÃO DE CONCRETO E ARGAMASSA PROCESS AND DEVICE FOR MAGNETIC ACTIVATION OF WATER AND SYSTEM FOR PRODUCTION OF CONCRETE AND MORTAR
CAMPO DA INVENÇÃO FIELD OF THE INVENTION
A presente invenção se refere a um processo e a um dispositivo para o tratamento de água, e mais particularmente no tratamento de água a partir de campos magnéticos, ou seja, sua ativação magnética. The present invention relates to a process and a device for the treatment of water, and more particularly in the treatment of water from magnetic fields, that is, its magnetic activation.
Especificamente, a presente invenção se destina à ativação magnética de água para a produção de concretos e argamassas orientada de conformidade às necessidades e especificidades de cada obra/projeto. Specifically, the present invention is intended for the magnetic activation of water for the production of concrete and mortar oriented in accordance with the needs and specificities of each work/project.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO BACKGROUND OF THE INVENTION
A descoberta dos efeitos do tratamento magnético da água foi feita no final dos anos de 1950 por Vermeiren, o qual patenteou um processo e dispositivo para a redução na formação de incrustações em caldeiras de vapor (FR1 145070). The discovery of the effects of magnetic water treatment was made in the late 1950s by Vermeiren, who patented a process and device for reducing scale formation in steam boilers (FR1 145070).
No entanto, o tratamento magnético da água e sistemas aquosos também encontrou aplicação em outros campos da atividade humana, que vão da grande maioria dos processos industriais e energéticos associados a água. However, the magnetic treatment of water and aqueous systems has also found application in other fields of human activity, ranging from the vast majority of industrial and energy processes associated with water.
O tratamento magnético pode ser usado no combate à precipitação calcárias em caldeiras, no enriquecimento de minérios, na produção de concreto e argamassa, bem como na aceleração dos processos de filtragem e purificação das águas servidas ou residuais. Magnetic treatment can be used to combat limestone precipitation in boilers, to enrich ores, to produce concrete and mortar, as well as to accelerate the processes of filtering and purifying wastewater or wastewater.
A maior parte do estado da técnica analisa os efeitos da ativação magnética da água sob uma ênfase experimental, relatando mudanças em propriedades da água como viscosidade, tensão superficial, pH, condutividade elétrica, aumento no momento de dipolo elétrico da molécula de água e aumento na velocidade de propagação do ultrassom. Most of the prior art analyzes the effects of magnetic activation of water under an experimental emphasis, reporting changes in water properties such as viscosity, surface tension, pH, electrical conductivity, increase in the electric dipole moment of the water molecule and increase in the ultrasound propagation speed.
Ainda nos anos de 1970 foram publicados artigos que relatam aplicação da ativação magnética da água no uso da preparação de concreto. Even in the 1970s, articles were published that report the application of magnetic activation of water in the use of concrete preparation.
Conforme relatado pelos autores Uryvayeva, G.D. e Tatarintseva, M.I., o uso da água ativada magneticamente produz diversas interações do CaO.AhOa com a água e a cristalização de novas fases. As reported by the authors Uryvayeva, G.D. and Tatarintseva, M.I., the use of magnetically activated water produces several interactions of CaO.AhOa with water and the crystallization of new phases.
O mesmo artigo, desenvolvido a partir do uso de microscópio eletrônico menciona que os hidro-aluminatos são ausentes quando se prepara o concreto com a água ativada magneticamente e que os cristais presentes são maiores que aqueles observados no concreto preparado com água comum. O trabalho de Ulazovskiy, V.A. e Anan’ina S.A., também desenvolvido com o uso de microscópio eletrônico, mostrou que o número de centros de cristalização em uma pasta de cimento preparada com água ativada magneticamente é muito maior que quando se prepara a pasta com água comum. Estes autores também mediram as alterações na condutividade elétrica da pasta de cimento preparada com água ativada magneticamente. The same article, developed using an electron microscope, mentions that hydro-aluminates are absent when concrete is prepared with magnetically activated water and that the crystals present are larger than those observed in concrete prepared with common water. The work of Ulazovskiy, VA and Anan'ina SA, also developed using an electron microscope, showed that the number of crystallization centers in a cement paste prepared with magnetically activated water is much higher than when the paste is prepared with water. common. These authors also measured changes in electrical conductivity of cement paste prepared with magnetically activated water.
Estas duas últimas referências estão traduzidas no trabalho de O’Brien W.P Jr. (On the Use of Magnetic (and Electric and Ultrasonic) Fields for Controlling the Deposition of Scale in Water Systems; a review of papers translated from Russian for the Navy Civil Engineering Laboratory, Port Hueneme, CA, 1979; PO#N62583-79-M- R-770), que apresenta uma ampla revisão de diversos artigos técnicos abordando os efeitos da ativação magnética da água aplicada em diversas áreas industriais. These last two references are translated in the work of O'Brien WP Jr. (On the Use of Magnetic (and Electric and Ultrasonic) Fields for Controlling the Deposition of Scale in Water Systems; a review of papers translated from Russian for the Navy Civil Engineering Laboratory, Port Hueneme, CA, 1979; PO#N62583-79-M-R-770), which presents an extensive review of several technical articles addressing the effects of magnetic activation of water applied in various industrial areas.
Um pouco antes, em 1966, Joshi, K.M., e Kamat, P.V (Effect of magnetic field on the physical properties of water. J. Ind. Chem. Soc. 43: 620-622) comprovaram experimentalmente alterações de diversas propriedades físicas da água produzidas pela ação de campos magnéticos. A little earlier, in 1966, Joshi, KM, and Kamat, PV (Effect of magnetic field on the physical properties of water. J. Ind. Chem. Soc. 43: 620-622) experimentally proved changes in several physical properties of water. produced by the action of magnetic fields.
Anos mais tarde, em 1984, Bush. K.W. et al. (Laboratory Studies Involving Magnetic Water Treatment Devices. Paper #251, CORROSIONS '84) confirmam mudanças nas propriedades físicas da água e propõem que a corrente elétrica gerada magneto-hidrodinamicamente produz uma precipitação inicial dos sais dissolvidos na água, no próprio volume líquido funcionam como centros de nucleação das diversas reações que venham a ocorrer entre a água e outros constituintes. Years later, in 1984, Bush. KW et al. (Laboratory Studies Involving Magnetic Water Treatment Devices. Paper #251, CORROSIONS '84) confirm changes in the physical properties of water and propose that the magneto-hydrodynamically generated electrical current produces an initial precipitation of dissolved salts in the water, in the liquid volume itself functioning as nucleation centers of the various reactions that may occur between water and other constituents.
Em 1977, Boichenko e Sapogin (L.G. Journal of Engineering Physics (1977) 33: 980.) apresentaram uma teoria para o tratamento magnético da água, com ênfase exclusiva na molécula da própria água e em seus ions H+ e OH-, desconsiderando-se os sais nela dissolvidos e seus respectivos íons como por exemplo o Ca++ e CO3-. In 1977, Boichenko and Sapogin (LG Journal of Engineering Physics (1977) 33: 980.) presented a theory for the magnetic treatment of water, with exclusive emphasis on the water molecule itself and its ions H+ and OH-, disregarding the salts dissolved in it and their respective ions such as Ca++ and CO3-.
Para apresentar seu modelo para a ativação magnética da água os autores consideram as seguintes variáveis: v: velocidade do fluxo de água através do campo magnético; To present their model for the magnetic activation of water, the authors consider the following variables: v: velocity of water flow through the magnetic field;
B: indução magnética; B: magnetic induction;
Re: número de Reynolds; Re: Reynolds number;
R: raio equivalente da secção do tubo; r: raio do círculo do movimento cicloidal dos íons; e F: força de Lorentz. R: equivalent radius of the pipe section; r: radius of the circle of the cycloidal movement of ions; and F: Lorentz force.
A força de Lorentz é a força que os campos elétricos e magnéticos exercem sobre partículas eletricamente carregadas, no caso os íons da própria água. The Lorentz force is the force that electric and magnetic fields exert on electrically charged particles, in this case the ions in the water itself.
Segundo o modelo proposto, quando o fluxo de água passa através de um campo magnético transversal à direção do fluxo, a força de Lorentz faz com que os íons passem a ter um movimento circular que combinado com o movimento de translação passem a se deslocar num movimento cicloidal. According to the proposed model, when the water flow passes through a magnetic field transverse to the direction of the flow, the Lorentz force causes the ions to have a circular motion which, combined with the translational motion, starts to move in a circular motion. cycloidal.
Neste movimento os íons arrastam moléculas de água, que são polares, e organizam estas moléculas ao longo da trajetória circular dos íons. In this movement, the ions drag water molecules, which are polar, and organize these molecules along the circular path of the ions.
Como as moléculas de água apresentam um momento de dipolo elétrico p e um ângulo de 105e entre as ligações entre os átomos de oxigênio e hidrogênio, o resultado é que as moléculas de água arrastadas pelo movimento circular dos íons se liguem umas às outras de maneira ordenada formando uma estrutura hexagonal semelhante ao anel aromático do benzeno, fazendo com que haja um aumento do ângulo do dipolo elétrico destas moléculas de 105e para 120e, conforme ilustrado pela Figura 1 . As water molecules have an electric dipole moment p at an angle of 105 and between the bonds between the oxygen and hydrogen atoms, the result is that the water molecules dragged by the circular motion of the ions bond to each other in an orderly manner. forming a hexagonal structure similar to the aromatic ring of benzene, causing an increase in the electric dipole angle of these molecules from 105 e to 120 e , as illustrated in Figure 1 .
Na Figura 1 , os pontos escuros representam os átomos de hidrogênio enquanto os pontos claros representam os átomos de oxigênio. In Figure 1, the dark dots represent hydrogen atoms while the light dots represent oxygen atoms.
Para estes autores, a estrutura organizada da água é responsável pelos fenômenos relacionados à ativação magnética da água. For these authors, the organized structure of water is responsible for the phenomena related to the magnetic activation of water.
Esta estrutura ordenada da água é semelhante à “polywater” descoberta em 1962 por Nicolai Fedyakin e estudada por Erlander S.R. (“The Structure of Water”. Science Journal, nov. 1969, p. 60-65) e por Lippincott. E.R., Stromberg, R.R., Grant W.H. e Cessac. G.L. (Polywater Science. Vol. 164 1969 p. 1482-1487). This ordered structure of water is similar to the “polywater” discovered in 1962 by Nicolai Fedyakin and studied by Erlander S.R. ("The Structure of Water." Science Journal, Nov. 1969, pp. 60-65) and by Lippincott. E.R., Stromberg, R.R., Grant W.H. and Cessac. G.L. (Polywater Science. Vol. 164 1969 p. 1482-1487).
Em 1981 , os autores Kochmarskii, V. Z., Kuls’kii, L. A. e Krivtsov, V. V. apresentaram um trabalho baseado em mecânica estatística, seguido por comprovações experimentais (tradução livre a partir do russo: “Efeitos posteriores do tratamento magnético anti incrustante”). Estes autores ampliam a proposta de Boichenko e Sapogin e incluem os íons dos sais dissolvidos na água na forma de Ca++ e CO3--, como participantes no processo de organização da água. In 1981, the authors Kochmarskii, V. Z., Kuls'kii, L. A. and Krivtsov, V. V. presented a work based on statistical mechanics, followed by experimental proofs (free translation from Russian: “After effects of antifouling magnetic treatment”). These authors expand the proposal of Boichenko and Sapogin and include the ions of salts dissolved in water in the form of Ca++ and CO3--, as participants in the process of water organization.
Sob a ação do campo magnético transverso estes íons também passam a ter um movimento cicloidal resultante dos movimentos de translação (v) e de rotação (w) e também arrastam as moléculas água, organizando-as. Under the action of the transverse magnetic field these ions also start to have a cycloidal movement resulting from the translation (v) and rotation (w) movements and also drag the water molecules, organizing them.
Adicionalmente, 0 campo magnético transverso faz sobre estes íons forças de sentidos opostos, reunindo-os na forma de CaCOa. Estas partículas, formadas no próprio volume da água funcionarão como núcleos para diversas reações. Additionally, the transverse magnetic field makes these ions forces from opposite directions, bringing them together in the form of CaCOa. These particles, formed in the very volume of water, will act as nuclei for various reactions.
Em 1993, os pesquisadores Srebrenik, S.Nadiv.S e Lin,I.J do “Technion Israel Institute” consideraram todas as alterações do campo magnético sobre a água e propuseram um modelo para o tratamento magnético da água (“Magnetic Treatment of Water-A Theoretical Quantum Model, ” Magnetic and Electrical Separation, vol. 5, no. 2, pp. 71-91, 1993). In 1993, researchers Srebrenik, S.Nadiv.S and Lin,IJ of the “Technion Israel Institute” considered all changes in the magnetic field over water and proposed a model for the magnetic treatment of water (“Magnetic Treatment of Water-A Theoretical Quantum Model, "Magnetic and Electrical Separation, vol. 5, no. 2, pp. 71-91, 1993).
Ainda, estes autores desenvolveram um trabalho teórico baseado na mecânica quântica, chegando a mostrar as alterações na configuração dos spins na molécula de água causadas pelo campo magnético. Tal trabalho é uma abordagem mais refinada sobre o trabalho de Boichenko e Sapogin. Furthermore, these authors developed theoretical work based on quantum mechanics, even showing the changes in the configuration of spins in the water molecule caused by the magnetic field. Such work is a more refined take on the work of Boichenko and Sapogin.
Em 2008, os pesquisadores Pang Xiaofeng e Deng Bo (‘ The changes of macroscopic features and microscopic structures of water under influence of magnetic field”, Physica B: Physics of Condensed Matter, Volume 403, Issue 19-20, p. 3571- 3577) determinaram as alterações exibidas pela água ativada magneticamente a partir das técnicas de absorção do infravermelho, ultravioleta e também a partir da difração de raios-X. In 2008, researchers Pang Xiaofeng and Deng Bo (' The changes of macroscopic features and microscopic structures of water under influence of magnetic field”, Physica B: Physics of Condensed Matter, Volume 403, Issue 19-20, p. 3571-3577 ) determined the changes exhibited by magnetically activated water from infrared and ultraviolet absorption techniques and also from X-ray diffraction.
Em 2013, Pang Xiaofeng e Zhu Xing-Chun (“The Magnetization of Water Arising From a Magnetic-Field and Its Applications in Concrete Industry”, 2013) mostraram de forma inequívoca os ganhos nas propriedades mecânicas e reológicas do concreto produzido com a água ativada magneticamente. In 2013, Pang Xiaofeng and Zhu Xing-Chun (“The Magnetization of Water Arising From a Magnetic-Field and Its Applications in Concrete Industry”, 2013) unequivocally showed the gains in the mechanical and rheological properties of concrete produced with activated water. magnetically.
Conforme acima apresentado, embora o estado da técnica apresente uma vasta literatura sobre a ativação magnética da água e indícios de vantagens de tal ativação, em nenhum documento ou publicação são especificadas as condições ótimas de ativação magnética da água no que se refere a parâmetros do fluxo de água, tais como dureza da água (quantidade de sais dissolvidos), velocidade do fluxo, regime do fluxo, pH, entre outros. As presented above, although the state of the art presents a vast literature on the magnetic activation of water and indications of the advantages of such activation, in no document or publication are the optimal conditions of magnetic activation of water with regard to flow parameters specified. of water, such as water hardness (amount of dissolved salts), flow speed, flow regime, pH, among others.
Também não são especificadas condições para a ativação magnética, como por exemplo a intensidade do campo magnético e tempo de permanência da água na presença do campo magnético necessários para se alcançar os efeitos desejados. Nor are conditions specified for magnetic activation, such as the intensity of the magnetic field and the time the water remains in the presence of the magnetic field necessary to achieve the desired effects.
Neste sentido, o estado da técnica carece de processos reprodutíveis e confiáveis de ativação magnética da água, o que dificulta grandemente sua aplicação em escala industrial. In this sense, the state of the art lacks reproducible and reliable processes for the magnetic activation of water, which greatly hinders its application. on an industrial scale.
Em particular, o estado da técnica não revela processos confiáveis para a ativação magnética de água para aplicação na construção civil, como por exemplo no preparo de concretos e argamassas. In particular, the state of the art does not reveal reliable processes for the magnetic activation of water for application in civil construction, such as in the preparation of concrete and mortar.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO DESCRIPTION OF THE INVENTION
Um objetivo da presente invenção é propor um processo para ativação magnética de água confiável, versátil, de baixo custo e que gere um fluxo de água ativado magneticamente conforme especificações requeridas pelo usuário. An objective of the present invention is to propose a reliable, versatile, low cost process for magnetic water activation that generates a magnetically activated water flow according to the specifications required by the user.
Ainda, um objetivo da presente invenção é propor um processo para ativação magnética de água que gere um fluxo de água especialmente adaptado para aplicação no preparo de concretos (com agregados graúdo, como brita) e argamassas (com agregados miúdos, como areia) de variados tipos. Still, an objective of the present invention is to propose a process for magnetic activation of water that generates a flow of water specially adapted for application in the preparation of concrete (with coarse aggregates, such as gravel) and mortars (with fine aggregates, such as sand) of various types. types.
Ainda, outro objetivo da presente invenção é propor um dispositivo para ativação magnética de água de simples construção e baixo custo, que possa ser adaptado de acordo com as particularidades do fluxo de água a ser ativado magneticamente. Still, another objective of the present invention is to propose a device for magnetic activation of water of simple construction and low cost, which can be adapted according to the particularities of the water flow to be magnetically activated.
Ainda, é um objetivo da presente invenção propor um dispositivo para ativação magnética de água que possa ser transportado para o local de uma obra/projeto. Furthermore, it is an object of the present invention to propose a device for magnetic activation of water that can be transported to the site of a work/project.
Além disso, é também um objetivo da presente invenção propor um sistema para produção de concretos e argamassas de variados tipos e especificações, que possa ser adaptado conforme as especificações de cada obra/projeto. Furthermore, it is also an objective of the present invention to propose a system for the production of concrete and mortar of various types and specifications, which can be adapted according to the specifications of each work/project.
Especificamente, um ou mais objetivos é (são) alcançado(s) por meio de um processo para ativação magnética de água compreendendo as etapas de: i) fornecer um fluxo de água inicial; ii) medir pelo menos um parâmetro de um fluxo de água inicial; iii) passar o fluxo de água inicial por uma região de ativação magnética, em que a região de ativação magnética é determinada com base no pelo menos um parâmetro medido do fluxo de água inicial; e iv) remover um fluxo de água final da região de ativação magnética; em que, nas etapas i), ii), iii) e iv), os fluxos de água inicial e final são mantidos sob um regime de escoamento laminar. Specifically, one or more objectives is (are) achieved by a process for magnetically activating water comprising the steps of: i) providing an initial flow of water; ii) measuring at least one parameter of an initial water flow; iii) passing the initial water flow through a magnetic activation region, wherein the magnetic activation region is determined based on at least one measured parameter of the initial water flow; and iv) removing a final water stream from the magnetic activation region; wherein, in steps i), ii), iii) and iv), the initial and final water flows are maintained under a laminar flow regime.
Ainda, um ou mais objetivos é (são) alcançado(s) por meio de um dispositivo para ativação magnética de água compreendendo um canal de entrada configurado para receber um fluxo de água inicial; uma região de ativação magnética em comunicação de fluido com o canal de entrada; em que o canal de entrada é disposto a montante da região de ativação magnética; a região de ativação magnética configurada para receber e para ativar magneticamente o fluxo de água inicial, gerando um fluxo de água final; em que a região de ativação magnética é determinada com base em pelo menos um parâmetro medido do fluxo de água inicial; um canal de saída em comunicação de fluido com a região de ativação magnética e configurado para receber o fluxo de água final; em que o canal de saída é disposto a jusante da região de ativação magnética; em que o canal de entrada, a região de ativação magnética e o canal de saída são configurados para manter os fluxos de água inicial e final sob um regime de escoamento laminar. Further, one or more objectives is (are) achieved by means of a device for magnetic activation of water comprising an inlet channel configured to receive an initial water flow; a magnetic activation region in fluid communication with the inlet channel; wherein the input channel is disposed upstream of the magnetic activation region; the magnetic activation region configured to receive and to magnetically activate the initial water flow, generating a final water flow; wherein the magnetic activation region is determined based on at least one measured parameter of the initial water flow; an outlet channel in fluid communication with the magnetic activation region and configured to receive the final water flow; wherein the output channel is disposed downstream of the magnetic activation region; wherein the inlet channel, magnetic activation region, and outlet channel are configured to maintain initial and final water flows under a laminar flow regime.
Por fim, um ou mais objetivos é (são) alcançado(s) por meio de um sistema para produção de concreto e argamassa, compreendendo o dispositivo para ativação magnética de água e uma central de concreto e argamassa disposta em comunicação de fluido a jusante do dispositivo; em que a central de concreto e argamassa é configurada para produzir concreto e/ou argamassa a partir do fluxo de água final. Finally, one or more objectives is (are) achieved by means of a system for the production of concrete and mortar, comprising the device for magnetic activation of water and a concrete and mortar plant arranged in fluid communication downstream of the device; where the concrete and mortar plant is configured to produce concrete and/or mortar from the final water stream.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Os objetivos, efeitos técnicos e vantagens do processo, dispositivo e sistema serão aparentes aos técnicos no assunto a partir da descrição detalhada a seguir que faz referência às figuras anexas. The objectives, technical effects and advantages of the process, device and system will be apparent to those skilled in the art from the following detailed description which makes reference to the accompanying figures.
A Figura 1 mostra uma representação da estrutura molecular de água ativada magneticamente, segundo os autores Boichenko e Sapogin. Figure 1 shows a representation of the molecular structure of magnetically activated water, according to authors Boichenko and Sapogin.
A Figura 2 mostra um fluxograma do processo para ativação magnética da água, segundo uma realização da presente invenção. Figure 2 shows a process flowchart for magnetic activation of water, according to an embodiment of the present invention.
A Figura 3 mostra uma vista em perspectiva do dispositivo para ativação magnética da água, segundo uma realização da presente invenção. Figure 3 shows a perspective view of the device for magnetic activation of water, according to an embodiment of the present invention.
A Figura 4 mostra uma vista superior do dispositivo para ativação magnética da água, segundo uma realização da presente invenção. Figure 4 shows a top view of the device for magnetic activation of water, according to an embodiment of the present invention.
A Figura 5 mostra uma vista em corte transversal do dispositivo para ativação magnética da água, segundo uma realização da presente invenção. Figure 5 shows a cross-sectional view of the device for magnetic activation of water, according to an embodiment of the present invention.
A Figura 6 mostra uma vista em perspectiva da região de ativação magnética, segundo uma realização da presente invenção. Figure 6 shows a perspective view of the magnetic activation region, according to an embodiment of the present invention.
A Figura 7 mostra uma vista em perspectiva da carcaça metálica, segundo uma realização da presente invenção. Figure 7 shows a perspective view of the metal housing, according to an embodiment of the present invention.
A Figura 8 mostra um diagrama do sistema para produção de concreto e argamassa, segundo uma realização da presente invenção. Figure 8 shows a diagram of the system for producing concrete and mortar, according to an embodiment of the present invention.
Os desenhos são apenas para ilustrar realizações preferenciais e não devem ser interpretados como limitantes da invenção. The drawings are only to illustrate preferred embodiments and should not be construed as limiting the invention.
DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Inicialmente, cumpre destacar que o processo e dispositivo para a ativação magnética de água e o sistema para produção de concreto e argamassa, objetos da presente invenção, serão descritos a seguir de acordo com as realizações representadas nas figuras anexas, mas não limitativas, uma vez que suas concretizações poderão ser realizadas de diferentes formas e variações e conforme a aplicação desejada pelo técnico no assunto. Initially, it should be noted that the process and device for the magnetic activation of water and the system for producing concrete and mortar, objects of the present invention, will be described below according to the embodiments shown in the attached figures, but not limiting, since that their embodiments can be carried out in different ways and variations and according to the application desired by the technician in the subject.
O uso do termo “um” ou “uma” neste relatório descritivo não indica uma quantidade limitada, mas a existência de pelo menos (no mínimo) um dos elementos/componentes/itens listados. O uso do termo “ou” indica qualquer um ou todos os elementos/componentes/itens listados. O uso do termo “compreender”, “dotado”, “provido” ou um termo similar indica que o elemento/componente/item listado na frente do dito termo faz parte da invenção, mas não excluem outros elementos/componentes/itens não listados. O uso do termo “associar”, “conectar” ou termos similares pode ser referente a conexões físicas, mecânicas, pneumáticas, fluídicas, hidráulicas, elétricas, eletrônicas ou sem fio, seja de maneira direta ou indireta. The use of the term “one” or “one” in this specification does not indicate a limited quantity, but the existence of at least (at a minimum) one of the listed elements/components/items. Use of the term “or” indicates any or all of the elements/components/items listed. The use of the term “comprise”, “endowed”, “provided” or a similar term indicates that the element/component/item listed in front of said term forms part of the invention, but does not exclude other elements/components/items not listed. The use of the term “associate”, “connect” or similar terms may refer to physical, mechanical, pneumatic, fluidic, hydraulic, electrical, electronic or wireless connections, whether directly or indirectly.
Conforme observado pela Figura 2, o processo 100 para ativação magnética de água compreende as etapas de: i) fornecer um fluxo de água inicial; ii) medir pelo menos um parâmetro de um fluxo de água inicial; iii) passar o fluxo de água inicial por uma região de ativação magnética 2, em que a região de ativação magnética 2 é determinada com base no pelo menos um parâmetro medido do fluxo de água inicial; e iv) remover um fluxo de água final da região de ativação magnética 2; em que, nas etapas i), ii), iii) e iv), os fluxos de água inicial e final são mantidos sob um regime de escoamento laminar. As seen in Figure 2, the process 100 for magnetic activation of water comprises the steps of: i) providing an initial flow of water; ii) measuring at least one parameter of an initial water flow; iii) passing the initial water flow through a magnetic activation region 2, wherein the magnetic activation region 2 is determined based on at least one measured parameter of the initial water flow; and iv) removing a final water stream from the magnetic activation region 2; wherein, in steps i), ii), iii) and iv), the initial and final water flows are maintained under a laminar flow regime.
Em relação à etapa i), o fluxo de água inicial, ou seja, o fluxo de água a ser ativado magneticamente, pode ser fornecido a partir de um reservatório 3 e uma bomba hidráulica 4 dispostos em comunicação de fluido a montante da região de ativação magnética 2. Regarding step i), the initial water flow, i.e. the water flow to be magnetically activated, can be supplied from a reservoir 3 and a hydraulic pump 4 arranged in fluid communication upstream of the magnetic activation region 2.
Fazendo referência à etapa ii), temos que esta compreende medir pelo menos um parâmetro do fluxo de água inicial escolhido de um grupo que compreende: pH, dureza, temperatura, condutividade elétrica, vazão, velocidade do fluxo e suas combinações. Referring to step ii), this comprises measuring at least one parameter of the initial water flow chosen from a group comprising: pH, hardness, temperature, electrical conductivity, flow rate, flow velocity and their combinations.
Dando continuidade, a região de ativação magnética 2 compreende uma pluralidade de canais de passagem de fluido 21 , intercalados por uma pluralidade de ímãs permanentes 22. Continuing, the magnetic activation region 2 comprises a plurality of fluid passage channels 21, interspersed by a plurality of permanent magnets 22.
Em particular, a pluralidade de ímãs permanentes 22 é configurada para gerar um campo magnético perpendicular ao fluxo de água inicial que passa pela pluralidade de canais de passagem 21 . In particular, the plurality of permanent magnets 22 are configured to generate a magnetic field perpendicular to the initial flow of water passing through the plurality of passage channels 21 .
Em uma realização da presente invenção, a pluralidade de ímãs 22 compreende de 80 a 650 ímãs, sendo que a intensidade do campo magnético gerado pelos ímãs permanentes 22 é maior ou igual a 0,01 T. In one embodiment of the present invention, the plurality of magnets 22 comprises from 80 to 650 magnets, wherein the intensity of the magnetic field generated by the permanent magnets 22 is greater than or equal to 0.01 T.
Preferencialmente, os ímãs permanentes 22 são constituídos de ferro- neodímio, ferrite de bário, ferrite de estrôncio ou uma combinação dos mesmos ou ainda de outras ligas magnéticas que venham a estar disponíveis no mercado. Preferably, the permanent magnets 22 are made of ferro-neodymium, barium ferrite, strontium ferrite or a combination of the same or other magnetic alloys that may be available on the market.
A área da seção transversal de cada canal dentre a pluralidade de canais de passagem 21 está numa faixa entre 1 a 50 cm2, enquanto que o comprimento da pluralidade de canais de passagem 21 é maior ou igual a 80 cm. The cross-sectional area of each channel among the plurality of through channels 21 is in a range between 1 to 50 cm 2 , while the length of the plurality of through channels 21 is greater than or equal to 80 cm.
Cada canal dentre a pluralidade de canais de passagem 21 tem uma seção transversal de formato retangular ou circular. No entanto, um técnico no assunto imediatamente perceberá que outros formatos de seção transversal são possíveis. Each channel among the plurality of through channels 21 has a rectangular or circular cross-section. However, one skilled in the art will immediately appreciate that other cross-sectional shapes are possible.
Ainda, a pluralidade de canais de passagem 21 compreende pelo menos um canal cercado pela pluralidade de ímãs permanentes 22 ou uma pluralidade de canais intercalados pela pluralidade de ímãs permanentes 22. Further, the plurality of through channels 21 comprises at least one channel surrounded by the plurality of permanent magnets 22 or a plurality of channels interspersed by the plurality of permanent magnets 22.
Em uma realização preferencial, a vazão do fluxo de água inicial na pluralidade de canais de passagem 21 é maior ou igual a 2 m3/h. In a preferred embodiment, the flow rate of the initial water flow in the plurality of passage channels 21 is greater than or equal to 2 m 3 /h.
Ainda, o tempo de permanência do fluxo de água inicial na pluralidade de canais de passagem 21 é maior ou igual a 1 s. Furthermore, the residence time of the initial water flow in the plurality of passage channels 21 is greater than or equal to 1 s.
De modo geral, a área dos canais de passagem, o comprimento dos canais de passagem e a vazão dos fluxos de água inicial e final são dimensionados de modo que o número de Reynolds do escoamento do fluxo de água inicial e do fluxo de água final seja indicativo de um fluxo laminar. In general, the area of the passage channels, the length of the passage channels, and the flow rate of the initial and final water flows are sized so that the flow Reynolds number of the initial water flow and the flow of final water is indicative of a laminar flow.
A pluralidade de canais de passagem 21 é encapsulada por uma carcaça metálica 7 constituída de ferro fundido nodular com teor de carbono acima de 2% ou chapas de aço baixo carbono soldado. The plurality of passage channels 21 is encapsulated by a metallic housing 7 made of nodular cast iron with a carbon content above 2% or welded low carbon steel sheets.
Dando continuidade, em uma realização, o fluxo de água inicial é fornecido em um canal de entrada 5 de formato troncocônico em comunicação de fluido com a região de ativação magnética 2 e disposto a montante da região de ativação magnética 2. Continuing, in one embodiment, the initial water flow is provided in a frustoconical inlet channel 5 in fluid communication with the magnetic activation region 2 and disposed upstream of the magnetic activation region 2.
Preferencialmente, o canal de entrada 5 apresenta uma área inicial de 15 a 100 cm2, uma área final de 150 a 500 cm2 e um comprimento de 25 a 70 cm. Preferably, the inlet channel 5 has an initial area of 15 to 100 cm 2 , a final area of 150 to 500 cm 2 and a length of 25 to 70 cm.
O fluxo de água final, ou seja, o fluxo de água ativada magneticamente é retirado da região de ativação magnética 2 por um canal de saída 6 de formato troncocônico em comunicação de fluido com a região de ativação magnética 2 e disposto a jusante da região de ativação magnética 2. The final water flow, i.e. the magnetically activated water flow, is withdrawn from the magnetic activation region 2 by an outlet channel 6 of frustoconical shape in fluid communication with the magnetic activation region 2 and disposed downstream of the region of magnetic activation 2.
Preferencialmente, o canal de saída 6 apresenta uma área inicial de 15 a 100 cm2, uma área final de 150 a 500 cm2 e um comprimento de 25 a 70 cm. Preferably, the outlet channel 6 has an initial area of 15 to 100 cm 2 , a final area of 150 to 500 cm 2 and a length of 25 to 70 cm.
Em uma realização ilustrada pela Figura 7, os canais de entrada e saída 5,6 tem as mesmas dimensões e são simétricos entre si. In an embodiment illustrated by Figure 7, the inlet and outlet channels 5,6 have the same dimensions and are symmetrical to each other.
Em uma realização, os canais de entrada e saída 5, 6 são projetados a partir da carcaça metálica 7 e formam uma peça única. Alternativamente, os canais de entrada e saída 5, 6 são conectados mecanicamente à carcaça metálica 7. In one embodiment, the inlet and outlet channels 5, 6 are projected from the metal housing 7 and form a single piece. Alternatively, input and output channels 5, 6 are mechanically connected to metal housing 7.
Preferencialmente, o fluxo de água final é aplicado na fabricação de uma argamassa ou um concreto, sendo que a região de ativação magnética 2 é determinada não somente com base no pelo menos um parâmetro medido do fluxo de água inicial, mas também em um parâmetro pretendido da argamassa ou do concreto. Preferably, the final water flow is applied in the manufacture of a mortar or a concrete, whereby the magnetic activation region 2 is determined not only on the basis of at least one measured parameter of the initial water flow, but also on an intended parameter. of mortar or concrete.
O parâmetro pretendido da argamassa ou do concreto pode ser escolhido de um grupo que compreende: classe e tipo de concreto ou argamassa, consistência, plasticidade, resistência à compressão, retenção de água, retração por secagem, tipo de cimento utilizado, tipo de agregado utilizado, tipo de adição pozolânica, tipo de central ou usina de concreto ou argamassa 8 utilizada e suas combinações. The intended parameter of the mortar or concrete can be chosen from a group comprising: class and type of concrete or mortar, consistency, plasticity, compressive strength, water retention, drying shrinkage, type of cement used, type of aggregate used , type of pozzolanic addition, type of plant or concrete or mortar plant 8 used and their combinations.
A presente invenção refere-se também a um dispositivo 1 para ativação magnética de água, o qual compreende: um canal de entrada 5 configurado para receber um fluxo de água inicial; uma região de ativação magnética 2 em comunicação de fluido com o canal de entrada 5; em que o canal de entrada 5 é disposto a montante da região de ativação magnética 2; a região de ativação magnética 2 configurada para receber e para ativar magneticamente o fluxo de água inicial, gerando um fluxo de água final; em que a região de ativação magnética 2 é determinada com base em pelo menos um parâmetro medido do fluxo de água inicial; um canal de saída 6 em comunicação de fluido com a região de ativação magnética 2 e configurado para receber o fluxo de água final; em que o canal de saída 6 é disposto a jusante da região de ativação magnética 2; em que o canal de entrada 5, a região de ativação magnética 2 e o canal de saída 6 são configurados para manter os fluxos de água inicial e final sob um regime de escoamento laminar. The present invention also relates to a device 1 for magnetic activation of water, which comprises: an inlet channel 5 configured to receive an initial flow of water; a magnetic activation region 2 in fluid communication with the inlet channel 5; wherein the input channel 5 is arranged upstream of the magnetic activation region 2; the magnetic activation region 2 configured to receive and to magnetically activate the initial water flow, generating a final water flow; wherein the magnetic activation region 2 is determined based on at least one measured parameter of the initial water flow; an outlet channel 6 in fluid communication with the magnetic activation region 2 and configured to receive the final water flow; wherein the output channel 6 is arranged downstream of the magnetic activation region 2; wherein the inlet channel 5, the magnetic activation region 2 and the outlet channel 6 are configured to maintain the initial and final water flows under a laminar flow regime.
A presente invenção refere-se também a um sistema 100 para produção de concreto e argamassa compreendendo: o dispositivo 1 para ativação magnética de água, conforme anteriormente descrito; e uma central de concreto e argamassa 8 disposta em comunicação de fluido a jusante do dispositivo 1 ; em que a central de concreto e argamassa 8 é configurada para produzir concreto e/ou argamassa a partir do fluxo de água final. The present invention also relates to a system 100 for producing concrete and mortar, comprising: the device 1 for magnetic activation of water, as described above; and a concrete and mortar plant 8 arranged in fluid communication downstream of the device 1; wherein the concrete and mortar plant 8 is configured to produce concrete and/or mortar from the final water stream.
A central de concreto e argamassa 8 pode ser de qualquer tipo conhecido pelo estado da técnica, como uma betoneira; uma central do tipo Tow Go; centrais P2, P3, P4 ou P5; uma central de concreto para fábrica de blocos; uma central de concreto para mineradora; um misturador para concreto, entre outros. The concrete and mortar plant 8 can be of any type known from the state of the art, such as a concrete mixer; a Tow Go type switch; switches P2, P3, P4 or P5; a concrete plant for the block factory; a concrete plant for a mining company; a mixer for concrete, among others.
Conforme ilustrado pela Figura 8, o sistema 100 também pode compreender um reservatório 3 e uma bomba hidráulica 4. As illustrated by Figure 8, the system 100 may also comprise a reservoir 3 and a hydraulic pump 4.
Vale notar que as medições relacionadas a um parâmetro do fluxo inicial água podem ser obtidas tanto por meio de sensores (não ilustrados) instalados no reservatório 3, na bomba hidráulica 4, no dispositivo 1 ou na tubulação interligando os componentes do sistema 100 quanto por meio de análise laboratorial de amostras recolhidas do fluxo inicial de água. O regime de escoamento laminar é de vital importância tanto para a aquisição tanto para a manutenção da ativação magnética da água. It is worth noting that measurements related to a parameter of the initial water flow can be obtained either through sensors (not shown) installed in reservoir 3, in hydraulic pump 4, in device 1 or in the pipe interconnecting the components of the system 100 or through laboratory analysis of samples taken from the initial flow of water. The laminar flow regime is of vital importance for both the acquisition and maintenance of the magnetic activation of the water.
Por exemplo, se o canal de entrada 5 do dispositivo 1 for substituído sem que seja alterada a vazão, o regime do fluxo irá apresentar um maior número de Reynolds podendo chegar a um regime não laminar, fazendo com que o fluxo de água inicial entre de maneira desordenada na região de ativação magnética, interferindo no processo de ativação magnética. For example, if the inlet channel 5 of the device 1 is replaced without changing the flow, the flow regime will present a higher Reynolds number and may reach a non-laminar regime, causing the initial water flow to go from disordered manner in the magnetic activation region, interfering with the magnetic activation process.
Se o fluxo de água final for aplicado na construção civil, pode haver comprometimento das propriedades do concreto e da argamassa, reduzindo ou até mesmo eliminando propriedades benéficas proporcionadas pela ativação magnética da água. If the final water flow is applied in civil construction, the properties of concrete and mortar can be compromised, reducing or even eliminating beneficial properties provided by the magnetic activation of water.
Do mesmo modo, a região de ativação magnética é projetada e construída de acordo com parâmetros medidos do fluxo inicial de água e de parâmetros pretendidos da argamassa ou do concreto produzidos a partir do fluxo final de água. Likewise, the magnetic activation region is designed and constructed according to measured parameters of the initial water flow and the intended parameters of the mortar or concrete produced from the final water flow.
A título de exemplo, se uma região de ativação magnética 2, projetada para uma vazão de 20 m3/h for utilizado para uma vazão de 30m3/h, haverá um aumento na velocidade do fluxo, reduzindo o tempo de permanência do fluxo inicial de água em contato com os ímãs permanentes 22, fazendo com que o processo de ativação magnética da água seja insuficiente para que promova os ganhos nas propriedades do concreto e da argamassa. As an example, if a magnetic activation region 2, designed for a flow of 20 m 3 /h, is used for a flow of 30 m 3 /h, there will be an increase in the flow velocity, reducing the residence time of the initial flow. of water in contact with the permanent magnets 22, making the process of magnetic activation of the water insufficient to promote gains in the properties of concrete and mortar.
Da mesma forma uma redução na vazão para 10m3/h reduziria a velocidade do fluxo e comprometeria a intensidade da força de Lorentz sobre as partículas carregadas dissolvidas no fluxo inicial de água e também sobre as próprias moléculas de água, comprometendo a formação da estrutura molecular organizada. Likewise, a reduction in flow to 10m 3 /h would reduce the flow velocity and compromise the intensity of the Lorentz force on the charged particles dissolved in the initial flow of water and also on the water molecules themselves, compromising the formation of the molecular structure. organized.
Cabe ressaltar que a estrutura molecular organizada, ilustrada pela Figura 1 , é a responsável pelas alterações nos parâmetros físicos da água, sendo que o comprometimento na formação desta estrutura afetaria diretamente quaisquer ganhos nas propriedades mecânicas e/ou reológicas do concreto e da argamassa produzidos a partir do fluxo final de água. It should be noted that the organized molecular structure, illustrated by Figure 1 , is responsible for changes in the physical parameters of water, and the impairment in the formation of this structure would directly affect any gains in the mechanical and/or rheological properties of the concrete and mortar produced at from the final stream of water.
Adicionalmente, o trajeto do fluxo final de água pelo canal de saída 6 após sair da região de ativação magnética 2 até o momento de sua utilização na produção do concreto ou da argamassa é de extrema importância. Additionally, the path of the final flow of water through the outlet channel 6 after leaving the magnetic activation region 2 until the moment of its use in the production of concrete or mortar is extremely important.
Se o fluxo final de água, ou seja, a água ativada magneticamente, for submetida a um regime turbulento (ou seja, sujeito a um número de Reynolds muito alto), a estrutura molecular organizada da água pode se desfazer, tornando-a uma água comum que em nada contribuiria para melhorias na produção do concreto e da argamassa. If the final flow of water, i.e. magnetically activated water, is subjected to a turbulent regime (ie, subject to a very high Reynolds number), the organized molecular structure of water can break down, making it an ordinary water that would not contribute to improvements in the production of concrete and mortar.
Em outras palavras, qualquer modificação no canal de saída 6 da região de ativação magnética 2 interfere em todo o regime hidrodinâmico das etapas i), ii), iii) e iv) do processo 100, fazendo com que a região de ativação magnética 2 opere fora de sua faixa ótima, comprometendo a qualidade do concreto e da argamassa produzidos a partir do fluxo final de água. In other words, any modification in output channel 6 of magnetic activation region 2 interferes with the entire hydrodynamic regime of steps i), ii), iii) and iv) of process 100, causing magnetic activation region 2 to operate outside its optimal range, compromising the quality of the concrete and mortar produced from the final flow of water.
Em uma realização preferencial, o valor de pH do fluxo inicial está numa faixa entre 6,5 e 7,5, preferencialmente 7,0 (pH neutro). In a preferred embodiment, the pH value of the initial flow is in a range between 6.5 and 7.5, preferably 7.0 (neutral pH).
Quando a água a ser ativada magneticamente apresenta um pH acima de 7 e, portanto, é uma água alcalina, significa que a concentração dos íons OH’ é maior que a concentração dos íons H+. When the water to be magnetically activated has a pH above 7 and is therefore alkaline water, it means that the concentration of OH' ions is greater than the concentration of H + ions.
Como esses íons negativos tem uma massa muito maior que a dos íons positivos, a região de ativação magnética 2 deve ser ajustada de modo que a distância entre os ímãs permanentes 22 seja reduzida (alternativamente, que a área da seção transversal de cada canal de passagem seja reduzida) e/ou o campo magnético seja aumentado, de modo que a região de ativação magnética 2 seja capaz de rotacionar os íons OH’. No entanto, o ideal é que pH e pOH tenham valores próximos. As these negative ions have a much greater mass than the positive ions, the magnetic activation region 2 must be adjusted so that the distance between the permanent magnets 22 is reduced (alternatively, that the cross-sectional area of each passage channel is reduced) and/or the magnetic field is increased, so that the magnetic activation region 2 is able to rotate the OH' ions. However, the ideal is that pH and pOH have similar values.
Assim, a presente invenção destina-se a revelar condições ótimas de ativação magnética de água, que são aquelas que fazem com que a argamassa ou o concreto produzidos pela central de concreto e argamassa 8, com esta água ativada magneticamente, apresentem ganhos em suas propriedades mecânicas e reológicas e/ou que permitam que se obtenha a maior economia de cimento, adições e aditivos. Thus, the present invention is intended to reveal optimal conditions for the magnetic activation of water, which are those that make the mortar or concrete produced by the concrete and mortar plant 8, with this magnetically activated water, show gains in their properties. mechanical and rheological and/or that allow the greatest savings in cement, additions and additives to be obtained.
A título de exemplo, argamassas ou concretos produzidos com a água ativada magneticamente por meio do processo 100 apresentam, vantajosamente: By way of example, mortars or concrete produced with the magnetically activated water through process 100 advantageously have:
- aumento de até 15% na resistência à compressão; - up to 15% increase in compressive strength;
- aumento da consistência, plasticidade e trabalhabilidade medida via “slump test” ou através de reômetros; - increased consistency, plasticity and workability measured via “slump test” or through rheometers;
- redução nos consumos de cimento, adições, aditivos polifuncionais e redutores de água sem afetar de forma negativa as propriedades reológicas no estado fresco e endurecido; - reduction in the consumption of cement, additions, polyfunctional additives and water reducers without adversely affecting the rheological properties in the fresh and hardened state;
- maior retenção de água na mistura fresca propiciando menor exsudação aos concretos e argamassas; e - greater water retention in the fresh mix, providing less exudation to concrete and mortar; and
- maior facilidade de cura dos concretos e argamassas reduzindo os riscos de retrações e aparição de trincas e fissuras durante e após o endurecimento. - greater ease of curing of concretes and mortars, reducing the risk of shrinkage and the appearance of cracks and fissures during and after hardening.
Os exemplos 1 a 3 a seguir demonstram ganhos nas propriedades mecânicas e/ou reológicas de concretos produzidos a partir de um fluxo final de água obtido por meio do dispositivo de ativação magnética de água 1 , objeto da presente invenção. Examples 1 to 3 below demonstrate gains in the mechanical and/or rheological properties of concrete produced from a final flow of water obtained by means of the magnetic water activation device 1, object of the present invention.
EXEMPLO 1 - CENTRAL Tow Go UTILIZANDO CINZAS VOLANTESEXAMPLE 1 - Tow Go CONTROL UNIT USING FLYING ASHES
No presente exemplo, foram utilizados os seguintes parâmetros do fluxo de água inicial, do dispositivo 1 e da central de concreto e argamassa 8 para a produção de concreto utilizando cinzas volantes: In the present example, the following parameters of the initial water flow, device 1 and concrete and mortar plant 8 were used for the production of concrete using fly ash:
• Tipo de central de concreto e argamassa 8: Tow Go; • Type of concrete and mortar plant 8: Tow Go;
• Consumo de água máximo possível da central 8 (m3/h): 4; • Maximum possible water consumption of plant 8 (m 3 /h): 4;
• Vazão do fluxo final (água ativada magneticamente) (m3/h): 6; • Final flow rate (magnetically activated water) (m 3 /h): 6;
• Diâmetro inicial do canal de entrada 5: 5,08 cm; • Initial diameter of inlet channel 5: 5.08 cm;
• Diâmetro final do canal de saída 6: 5,08 cm; • Final diameter of outlet channel 6: 5.08 cm;
• Tempo de enchimento médio de água no reservatório 3: até 15 minutos; • Average water filling time in reservoir 3: up to 15 minutes;
• Vazão real da água no ponto de carga dos caminhões ou misturador (m3/h): <5; • Actual water flow at the loading point of the trucks or mixer (m 3 /h): <5;
• Informações sobre a região de ativação magnética 2: • Information about magnetic activation region 2:
- Largura: 12,5 cm; - Width: 12.5 cm;
- Altura: 16,0 cm; - Height: 16.0 cm;
- Comprimento: 100,6 cm; - Length: 100.6 cm;
- Área da seção transversal: 200 cm2; e - Cross-sectional area: 200 cm 2 ; and
- Quantidade de ímãs permanentes 22: 120. - Quantity of permanent magnets 22: 120.
A Tabela 1 a seguir traz os resultados obtidos em laboratório sobre as propriedades do concreto fresco e endurecido produzido com a adição de cinzas volantes. Na Tabela 1 : Table 1 below shows the results obtained in the laboratory on the properties of fresh and hardened concrete produced with the addition of fly ash. In Table 1:
- os concretos N0 e N1 foram produzidos com água comum, ou seja, sem ativação magnética de qualquer tipo; - concretes N0 and N1 were produced with ordinary water, that is, without magnetic activation of any kind;
- os concretos 10.1 e 11.1 foram produzidos com água ativada magneticamente; e os concretos 10.2 e 11.2 foram produzidos com água ativada magneticamente e com redução de 4% no cimento, aditivo e adições. - concretes 10.1 and 11.1 were produced with magnetically activated water; and concretes 10.2 and 11.2 were produced with activated water magnetically and with a 4% reduction in cement, additives and additions.
TABELA 1
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EXEMPLO 2 - CENTRAL Tow Go UTILIZANDO ESCÓRIAS DE ALTO FORNO
TABLE 1
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EXAMPLE 2 - TOW GO CENTRAL USING BLAST FURNACE SLAG
No presente exemplo, foram utilizados os seguintes parâmetros do fluxo de água inicial, do dispositivo 1 e da central de concreto e argamassa 8 para a produção de concreto utilizando escórias de alto forno: In the present example, the following parameters of the initial water flow, device 1 and concrete and mortar plant 8 were used for the production of concrete using blast furnace slag:
• Tipo de central de concreto e argamassa 8: Tow Go; • Consumo de água máximo possível da central 8 (m3/h): 4; • Type of concrete and mortar plant 8: Tow Go; • Maximum possible water consumption of plant 8 (m 3 /h): 4;
• Vazão do fluxo final (água ativada magneticamente) (m3/h): 6; • Final flow rate (magnetically activated water) (m 3 /h): 6;
• Diâmetro inicial do canal de entrada 5: 5,08 cm; • Initial diameter of inlet channel 5: 5.08 cm;
• Diâmetro final do canal de saída 6: 5,08 cm; • Final diameter of outlet channel 6: 5.08 cm;
• Tempo de enchimento médio de água no reservatório 3: até 15 minutos; • Average water filling time in reservoir 3: up to 15 minutes;
• Vazão real da água no ponto de carga dos caminhões ou misturador (m3/h): <5; • Actual water flow at the loading point of the trucks or mixer (m 3 /h): <5;
• Informações sobre a região de ativação magnética 2: • Information about magnetic activation region 2:
- Largura: 12,5 cm; - Width: 12.5 cm;
- Altura: 16,0 cm; - Height: 16.0 cm;
- Comprimento: 100,6 cm; - Length: 100.6 cm;
- Área da seção transversal: 200 cm2; e - Cross-sectional area: 200 cm 2 ; and
- Quantidade de ímãs permanentes 22: 120. - Quantity of permanent magnets 22: 120.
A Tabela 2 a seguir traz os resultados obtidos em laboratório sobre as propriedades do concreto fresco e endurecido produzido com a adição de cinzas volantes. Na Tabela 2: Table 2 below shows the results obtained in the laboratory on the properties of fresh and hardened concrete produced with the addition of fly ash. In Table 2:
- os concretos NO, N1 , N2 e N3 foram produzidos com água comum, ou seja, sem ativação magnética de qualquer tipo; - the concretes NO, N1 , N2 and N3 were produced with ordinary water, that is, without magnetic activation of any kind;
- os concretos N2.2 e N3.2 foram produzidos com água comum e com redução de 4% no cimento, aditivo e adições; - concretes N2.2 and N3.2 were produced with common water and with a 4% reduction in cement, additives and additions;
- os concretos 10.1 e 11.1 foram produzidos com água ativada magneticamente; e - concretes 10.1 and 11.1 were produced with magnetically activated water; and
- os concretos I0.2 e 11.2 foram produzidos com água ativada magneticamente e com redução de 4% no cimento, aditivo e adições. - concretes I0.2 and 11.2 were produced with magnetically activated water and with a 4% reduction in cement, additives and additions.
TABELA 2
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TABLE 2
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EXEMPLO 3 - CENTRAL MISTURADORA UTILIZANDO ESCÓRIAS DE ALTO FORNO No presente exemplo, foram utilizados os seguintes parâmetros do fluxo de água inicial, do dispositivo 1 e da central de concreto e argamassa 8 para a produção de concreto utilizando escórias de alto forno: • Tipo de central de concreto e argamassa 8: misturadora; EXAMPLE 3 - MIXING PLANT USING BLAST FURNACE SLAG In this example, the following parameters of the initial water flow, device 1 and concrete and mortar plant 8 were used for the production of concrete using blast furnace slag: • Type of concrete and mortar plant 8: mixer;
• Consumo de água máximo possível da central 8 (m3/h): >20; • Maximum possible water consumption of plant 8 (m 3 /h): >20;
• Vazão do fluxo final (água ativada magneticamente) (m3/h): até 36;• Final flow rate (magnetically activated water) (m 3 /h): up to 36;
• Diâmetro inicial do canal de entrada 5: 10,16 cm; • Initial diameter of inlet channel 5: 10.16 cm;
• Diâmetro final do canal de saída 6: 10,16 cm • Final diameter of outlet channel 6: 10.16 cm
• Tempo de enchimento médio de água no reservatório 3: até 2 minutos; • Average water filling time in tank 3: up to 2 minutes;
• Volume de água no reservatório 8 de carga (minutos): 0,6 m3; • Volume of water in the cargo tank 8 (minutes): 0.6 m 3 ;
• Vazão real da água no ponto de carga dos caminhões ou misturador (m3/h): <30; • Actual water flow at the truck or mixer loading point (m 3 /h): <30;
• Informações sobre a região de ativação magnética 2: • Information about magnetic activation region 2:
- Largura: 22,9 cm; - Width: 22.9 cm;
- Altura: 18,4 cm; - Height: 18.4 cm;
- Comprimento: 100,6 cm; - Length: 100.6 cm;
- Área da seção transversal: 421 ,4 cm2; - Cross-sectional area: 421.4 cm 2 ;
- Quantidade de ímãs permanentes 22: 560. - Quantity of permanent magnets 22: 560.
A Tabela 3 a seguir traz os resultados obtidos em laboratório sobre as propriedades do concreto fresco e endurecido produzido com a adição de cinzas volantes. Table 3 below shows the results obtained in the laboratory on the properties of fresh and hardened concrete produced with the addition of fly ash.
Na Tabela 3: In Table 3:
- os concretos N0 e N1 foram produzidos com água comum, ou seja, sem ativação magnética de qualquer tipo; - concretes N0 and N1 were produced with ordinary water, that is, without magnetic activation of any kind;
- os concretos 10.1 e 11.1 foram produzidos com água ativada magneticamente; e - concretes 10.1 and 11.1 were produced with magnetically activated water; and
- os concretos I0.2 e 11.2 foram produzidos com água ativada magneticamente e com redução de 4% no cimento, aditivo e adições. - concretes I0.2 and 11.2 were produced with magnetically activated water and with a 4% reduction in cement, additives and additions.
TABELA 3
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TABLE 3
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• Conforme observado nas Tabelas 1 a 3, concretos produzidos a partir de água ativada magneticamente apresentam maior resistência à compressão em relação a concretos produzidos a partir de água comum. Apesar da descrição da realização acima referir-se a um exemplo particular, a presente invenção pode ser concretizada de maneiras análogas, podendo apresentar modificações em sua forma de implementação, de modo que o escopo de proteção da presente invenção se limita tão somente pelo teor das reivindicações anexas, incluindo todas as possíveis variações equivalentes atreladas à invenção. • As noted in Tables 1 to 3, concrete produced from magnetically activated water has higher compressive strength compared to concrete produced from common water. Although the description of the embodiment above refers to a particular example, the present invention can be implemented in analogous ways, and may present modifications in its form of implementation, so that the scope of protection of the present invention is limited only by the content of the appended claims, including all possible equivalent variations linked to the invention.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. PROCESSO (100) PARA ATIVAÇÃO MAGNÉTICA DE ÁGUA, caracterizado por compreender as etapas de: i) fornecer um fluxo de água inicial; ii) medir pelo menos um parâmetro de um fluxo de água inicial; iii) passar o fluxo de água inicial por uma região de ativação magnética (2), em que a região de ativação magnética (2) é determinada com base no pelo menos um parâmetro medido do fluxo de água inicial; e iv) remover um fluxo de água final da região de ativação magnética (2); em que, nas etapas i), ii), iii) e iv), os fluxos de água inicial e final são mantidos sob um regime de escoamento laminar. 1. PROCESS (100) FOR MAGNETIC ACTIVATION OF WATER, characterized by comprising the steps of: i) providing an initial water flow; ii) measuring at least one parameter of an initial water flow; iii) passing the initial water flow through a magnetic activation region (2), wherein the magnetic activation region (2) is determined based on at least one measured parameter of the initial water flow; and iv) removing a final water stream from the magnetic activation region (2); wherein, in steps i), ii), iii) and iv), the initial and final water flows are maintained under a laminar flow regime.
2. PROCESSO (100), de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pela etapa ii) compreender medir pelo menos um parâmetro do fluxo de água inicial escolhido de um grupo que consiste de: pH, dureza, temperatura, condutividade elétrica, vazão, velocidade do fluxo e suas combinações. 2. PROCESS (100), according to claim 1, characterized by step ii) comprising measuring at least one parameter of the initial water flow chosen from a group consisting of: pH, hardness, temperature, electrical conductivity, flow, velocity flow and their combinations.
3. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela região de ativação magnética (2) compreender uma pluralidade de canais de passagem de fluido (21 ), intercalados por uma pluralidade de ímãs permanentes (22), a pluralidade de ímãs permanentes (22) configurada para gerar um campo magnético perpendicular ao fluxo de água inicial que passa pela pluralidade de canais de passagem (21 ). Process (100) according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the magnetic activation region (2) comprises a plurality of fluid passage channels (21), interspersed by a plurality of permanent magnets (22) , the plurality of permanent magnets (22) configured to generate a magnetic field perpendicular to the initial flow of water passing through the plurality of passage channels (21).
4. PROCESSO (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela área da seção transversal de cada canal dentre a pluralidade de canais de passagem (21 ) ser entre 1 a 50 cm2 e o comprimento da pluralidade de canais de passagem (21 ) ser maior ou igual a 80 cm. Process (100) according to claim 3, characterized in that the cross-sectional area of each channel among the plurality of passage channels (21) is between 1 to 50 cm 2 and the length of the plurality of passage channels ( 21) be greater than or equal to 80 cm.
5. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 4, caracterizado pela pluralidade de canais de passagem (21 ) compreender pelo menos um canal cercado pela pluralidade de ímãs permanentes (22) ou uma pluralidade de canais intercalados pela pluralidade de ímãs permanentes (22). A process (100) according to any one of claims 3 to 4, characterized in that the plurality of through channels (21) comprise at least one channel surrounded by the plurality of permanent magnets (22) or a plurality of channels interspersed by the plurality. of permanent magnets (22).
6. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pela vazão do fluxo de água inicial na pluralidade de canais de passagem (21 ) ser maior ou igual a 2 m3/h. 6. PROCESS (100) according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the flow rate of the initial water flow in the plurality of passage channels (21) is greater than or equal to 2 m 3 /h.
7. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo tempo de permanência do fluxo de água inicial na pluralidade de canais de passagem (21 ) ser maior ou igual a 1 s. Process (100) according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the initial water flow stays in the plurality of passage channels (21) greater than or equal to 1 s.
8. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado por cada canal dentre a pluralidade de canais de passagem (21 ) ter uma seção transversal de formato retangular ou circular. Process (100) according to any one of claims 3 to 7, characterized in that each channel among the plurality of passage channels (21) has a rectangular or circular cross-section.
9. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizado pela área dos canais de passagem, comprimento dos canais de passagem e vazão dos fluxos de água inicial e final serem dimensionados de modo que o número de Reynolds do escoamento do fluxo de água inicial e do fluxo de água final seja indicativo de um fluxo laminar. 9. PROCESS (100) according to any one of claims 3 to 8, characterized in that the area of the passage channels, the length of the passage channels and the flow rate of the initial and final water flows are dimensioned so that the Reynolds number of the flow of the initial water flow and the final water flow is indicative of a laminar flow.
10. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 9, caracterizado pela intensidade do campo magnético gerado pelos ímãs permanentes (22) ser maior ou igual a 0,01 T. 10. PROCESS (100), according to any one of claims 3 to 9, characterized in that the intensity of the magnetic field generated by the permanent magnets (22) is greater than or equal to 0.01 T.
1 1. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 10, caracterizado pelos ímãs permanentes (22) serem constituídos de ferro-neodímio, ferrite de bário, ferrite de estrôncio ou uma combinação dos mesmos. A process (100) according to any one of claims 3 to 10, characterized in that the permanent magnets (22) are made of neodymium iron, barium ferrite, strontium ferrite or a combination thereof.
12. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 1 1 , caracterizado pela pluralidade de canais de passagem (21 ) ser encapsulada por uma carcaça metálica (7) constituída de ferro fundido nodular com teor de carbono acima de 2% ou chapas de aço baixo carbono soldado. 12. PROCESS (100), according to any one of claims 3 to 11, characterized in that the plurality of passage channels (21) are encapsulated by a metal housing (7) made of nodular cast iron with a carbon content above 2 % or welded low carbon steel sheet.
13. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fluxo de água inicial ser fornecido a partir de um reservatório (3) e uma bomba hidráulica (4) dispostos em comunicação de fluido a montante da região de ativação magnética (2). Process (100) according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the initial water flow is supplied from a reservoir (3) and a hydraulic pump (4) arranged in fluid communication upstream of the region. of magnetic activation (2).
14. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fluxo de água inicial ser fornecido em um canal de entrada (5) de formato troncocônico em comunicação de fluido com a região de ativação magnética (2) e disposto a montante da região de ativação magnética (2). 14. PROCESS (100), according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the initial water flow is provided in an inlet channel (5) of frustoconical shape in fluid communication with the magnetic activation region (2) and arranged upstream of the magnetic activation region (2).
15. PROCESSO (100), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo canal de entrada (5) apresentar uma área inicial de 15 a 100 cm2, uma área final de 150 a 500 cm2 e um comprimento de 25 a 70 cm. Process (100) according to claim 13, characterized in that the inlet channel (5) has an initial area of 15 to 100 cm 2 , a final area of 150 to 500 cm 2 and a length of 25 to 70 cm .
16. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fluxo de água final ser retirado da região de ativação magnética (2) por um canal de saída (6) de formato troncocônico em comunicação de fluido com a região de ativação magnética (2) e disposto a jusante da região de ativação magnética (2). 16. PROCESS (100), according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the final water flow is withdrawn from the magnetic activation region (2) by an outlet channel (6) of frustoconical shape in fluid communication with the magnetic activation region (2) and arranged downstream of the magnetic activation region (2).
17. PROCESSO (100), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo canal de saída (6) apresentar uma área inicial de 15 a 100 cm2, uma área final de 150 a 500 cm2 e um comprimento de 25 a 70 cm. Process (100) according to claim 16, characterized in that the outlet channel (6) has an initial area of 15 to 100 cm 2 , a final area of 150 to 500 cm 2 and a length of 25 to 70 cm .
18. PROCESSO (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fluxo de água final ser aplicado na fabricação de um concreto ou uma argamassa, em que a região de ativação magnética (2) é determinada com base no pelo menos um parâmetro medido do fluxo de água inicial e em um parâmetro pretendido do concreto ou da argamassa. 18. PROCESS (100), according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the final water flow is applied in the manufacture of a concrete or a mortar, in which the magnetic activation region (2) is determined based on the at least one measured parameter of the initial water flow and an intended parameter of the concrete or mortar.
19. PROCESSO (100), de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo parâmetro pretendido do concreto ou da argamassa ser escolhido de um grupo que consiste de: classe e tipo de concreto ou argamassa, consistência, plasticidade, resistência à compressão, retenção de água, retração por secagem, tipo de cimento utilizado, tipo de agregado utilizado, tipo de adição pozolânica, tipo de central de concreto e argamassa (8) utilizada e suas combinações. 19. PROCESS (100), according to claim 18, characterized in that the intended parameter of the concrete or mortar is chosen from a group consisting of: class and type of concrete or mortar, consistency, plasticity, compressive strength, retention of water, drying shrinkage, type of cement used, type of aggregate used, type of pozzolanic addition, type of concrete and mortar plant (8) used and their combinations.
20. DISPOSITIVO (1 ) PARA ATIVAÇÃO MAGNÉTICA DE ÁGUA, caracterizado por compreender: um canal de entrada (5) configurado para receber um fluxo de água inicial; uma região de ativação magnética (2) em comunicação de fluido com o canal de entrada (5); em que o canal de entrada (5) é disposto a montante da região de ativação magnética (2); a região de ativação magnética (2) configurada para receber e para ativar magneticamente o fluxo de água inicial, gerando um fluxo de água final; em que a região de ativação magnética (2) é determinada com base em pelo menos um parâmetro medido do fluxo de água inicial; um canal de saída (6) em comunicação de fluido com a região de ativação magnética (2) e configurado para receber o fluxo de água final; em que o canal de saída (6) é disposto a jusante da região de ativação magnética (2); em que o canal de entrada (5), a região de ativação magnética (2) e o canal de saída (6) são configurados para manter os fluxos de água inicial e final sob um regime de escoamento laminar. 20. DEVICE (1) FOR MAGNETIC ACTIVATION OF WATER, characterized in that it comprises: an inlet channel (5) configured to receive an initial flow of water; a magnetic activation region (2) in fluid communication with the inlet channel (5); wherein the input channel (5) is arranged upstream of the magnetic activation region (2); the magnetic activation region (2) configured to receive and to magnetically activate the initial water flow, generating a final water flow; wherein the magnetic activation region (2) is determined based on at least one measured parameter of the initial water flow; an outlet channel (6) in fluid communication with the magnetic activation region (2) and configured to receive the final water flow; wherein the output channel (6) is arranged downstream of the magnetic activation region (2); wherein the inlet channel (5), the magnetic activation region (2) and the outlet channel (6) are configured to maintain the initial and final water flows under a laminar flow regime.
21. SISTEMA (100) PARA PRODUÇÃO DE CONCRETO E ARGAMASSA, caracterizado por compreender: o dispositivo (1 ) para ativação magnética de água, conforme definido pela reivindicação 20; e uma central de concreto e argamassa (8) disposta em comunicação de fluido a jusante do dispositivo (1 ); em que a central de concreto e argamassa (8) é configurada para produzir concreto e/ou argamassa a partir do fluxo de água final. 21. SYSTEM (100) FOR PRODUCTION OF CONCRETE AND MORTAR, characterized in that it comprises: the device (1) for magnetic activation of water, as defined by claim 20; and a concrete and mortar plant (8) arranged in fluid communication downstream of the device (1); wherein the concrete and mortar plant (8) is configured to produce concrete and/or mortar from the final water stream.
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